摘要：  在2011年经历了“寒冬”的光伏产业，是否在2012年可以迎来全新的“春天”?而光伏企业如何保持自身竞争力，采用最新技术和解决方案去应对市场的发展呢?Microsemi Corporation是一家领先的高性能模拟和混合信号集成电路及高可靠性半导体设计商、制造商和营销商。在这个技术要求不断提高的市场中，美高森美如何不断创新技术，提升核心竞争力，迎合光伏行业的发展?美高森美公司的高级营销经理Rufino Olay谈了一些看法和心得。

关键字：  光伏产业，  高性能模拟，  PFC，  PWM，  太阳能，  低功率

在2011年经历了“寒冬”的光伏产业，是否在2012年可以迎来全新的“春天”?而光伏企业如何保持自身竞争力，采用最新技术和解决方案去应对市场的发展呢?Microsemi Corporation是一家领先的高性能模拟和混合信号集成电路及高可靠性半导体设计商、制造商和营销商。在这个技术要求不断提高的市场中，美高森美如何不断创新技术，提升核心竞争力，迎合光伏行业的发展?美高森美公司的高级营销经理Rufino Olay谈了一些看法和心得。

采用最新技术至关重要

由于光伏行业设计人员必须积极满足不断创新的需求，同时应对太阳能行业的成本和性能压力，Rufino Olay表示，采用最新技术是至关重要的。美高森美公司提供从可编程器件和标准现货部件直到完全定制ASIC的全面的产品系列，因而成为与光伏应用设计人员共同实现技术和业务目标的战略合作伙伴。对此，Rufino Olay做了详细介绍。

美高森美公司高级营销经理Rufino Olay

传统拓扑和设计依赖基于DSP和微控制器的方案。而美高森美的设计和拓扑是以基于快闪技术的SmartFusion cSoC及低功率IGLOO FPGA为基础。这些可编程FPGA是帮助设计人员实现更高级别的板上集成和在更小占位面积中实现更高水平的功能集成的理想产品。

功能和算法，如更多数量的PWM状态机、功率逆变过程中的工具、最大功率点追踪(MPPT)和功率因数校正(PFC)等，可在嵌入式32位ARM® Cortex-M3微处理器或在逻辑门之内进行划分，以适合各种设计需求。在整个过程中，采用PWM等设计技术，将直流电转换为交流电，相比目前基于DSP的设计方法，美高森美方案具有可编程性，因而可以使用数量更多的PWM状态机。

由于必须最大限度地减低因热量而导致的功率损失，因此，美高森美基于快闪的低功率技术具有巨大的优势。这将使用数量更少且尺寸更小的机箱风扇，因而可以降低运行费用。

在功率管理和功率开关方面，美高森美的600 V CoolMOS C6器件采用第五代高电压超级结技术，提供极低的传导和开关损耗，可实现具有更高效率和功率密度水平的开关系统设计。此外，由于传导损耗在总体系统损耗方面占据主导地位，MOS 8 IGBT已经针对低工作频率(10 KHz - 30 KHz)而优化。MOS 8 PT IGBT产品系列则在2.0 V (600 VBR(CES)) 和2.5 V (900 VBR(CES))下提供低传导损耗特性。

此外，美高森美不断扩大的DC/DC产品系列支持高达40V的输入电压，以及最高40A的宽泛输出电流范围。该系列器件包括内置功率FET的开关调节器，以及采用外部功率FET并可在最高2 MHz频率下运作的控制器。

在功率监测方面，SmartFusion智能混合信号cSoC在单一IC平台上集成了模拟前端、嵌入式ARM Cortex-M3处理器和可编程逻辑部件。这一灵活性为设计人员提供了开发低功耗的可适配平台的能力，能够精确地监控实时负载数据，同时满足多种安全连接性协议的要求。

在安全方面，美高森美的加密方案为面板完整性的验证提供了一个安全通道。可在每块面板上放置一个低成本的器件，如-060器件，通过I2C或另一个低导线数协议进行通信。另一个可能的方案是利用SmartFusion的模拟能力，连接一个对篡改情况做出响应而改变其电容值的传感器。

在面板本身，美高森美提供用于能源采集的太阳能旁路二极管。LX2400 IDEAL太阳能旁路器件采用Microsemi专利CoolRUN技术，在光伏模块应用中提供一个旁路通道。该器件具有业界最低的正向电压降，可在工作期间实现极低的发热和温升。LX2400具有同级最佳的可靠性和稳健性，用于需要经由模块接线盒获得10A或更高电流的应用。美高森美新型肖特基势垒光伏旁路二极管是世界上最薄的型款，其厚度仅为0.74 mm，可让客户将其集成在玻璃下面，省去接线盒。这款超薄尺寸旁路二极管也可以用于缩减接线盒尺寸。SFDS系列10A二极管是专为太阳能面板而设计的，采用独特的灵活的铜质引脚，具有经过卫星应用验证的高可靠性。

除了提供上述的独特封装之外，美高森美还提供采用轴向、表面安装和通孔安装的广泛的肖特基旁路二极管。

低功率实施方案成为一种必然

“在电子设计方面，我们看到光伏拓扑传统设计的绝大部分是使用基于DSP和微控制器的设计。采用这种方法，很难对设计进行低功率优化。太阳能阵列绝对不是纯数字式阵列，它们涉及模拟、混合信号和数字电路的混合。”Rufino Olay说道，“在这种情况下，累积系统开销和功率损失的可能性非常高，采用低功率实施方案成为一种必然。我们可以提供这样的解决方案。”

美高森美为不断扩大的光伏应用设计社群提供客户所需的全部技术和产品，从而将其设计快速推向市场。通过采用模拟、混合信号和数字器件的产品组合，如旁路器件、MOSFET和IGBT、DC-DC转换器、混合信号FPGA和脉宽调制(PWM)模块等等。Rufino Olay说：“我们帮助光伏设计人员开发高效、可靠、成本敏感的应用，以期满足世界各地不断增长的部署光伏系统的需求。”

美高森美除了提供具有多种功率模块配置的功率半导体产品之外，还提供IGBT、MOSFET和FRED器件，推动实现更高效的新型转换器拓扑，如三级逆变器、交错式PFC升压转换器及矩阵转换器。

提升核心竞争力

对于逆变器企业来说，降低功率消耗和平衡系统成本的关键是集成多种板级部件。为了使太阳能发电成本和传统发电成本相当和更低，生产商正在利用或开发新的技术、器件和程序，提高总体效率并降低功耗和成本。

Rufino Olay表示，利用可再生太阳能的光伏技术，是一种相对较新并不断演进发展的技术。美高森美认为太阳能控制系统的效率有着很大的改进空间。Rufino Olay补充道：“例如，我们相信太阳能面板模块的接线盒可以省去或大大缩减尺寸。我们还认为，如果能够降低功耗，以及在较小的占位面积中集成多种功能性来进行优化，通常可以极大地改善设计和拓扑。”

光伏产业发展方向：低成本、高效率

新能源，特别是太阳能，被视为半导体技术增长最快的细分市场。世界各地提出了各种激励措施，以推动太阳能的生产。例如，对馈入传统电网的太阳能实行上网电价补贴(feed-in tariff)政策。在这种形势下，Rufino Olay认为，被称为光伏(PV)产业的太阳能行业厂商，必须以最低的成本和最快的上市速度提供最佳的性能。

在光伏生态系统的各个层面，设计人员都在努力获取更多的能量。半导体技术的进步使得光伏设计人员有能力提高效率，从而使获得的珍贵能量最大化。众多学术研究已显示，太阳能面板的效率可以进一步提高，远远高于目前的晶体硅电池，但是，这些研究还没具备生产成本竞争性。而逆变器生产商正在继续努力，以期达到接近100%的效率水平。